Гідравлічна конструкція відстійника з похилою трубкою: виправте невідповідність швидкості V₁–V₂, яка пошкоджує ваші флокули|Джунтай

Ви правильно визначили розмір похилого трубчастого відстійника. Швидкість зростання в межах підручника. Доза коагулянту правильна. І все ж - перша третина резервуара виробляє каламутні стоки, а решта прозора. Плоски ламаютьсяне в резервуарі флокуляції, але на невидимій межі, де вода-зони розподілу врізається у вхідні отвори труб із падінням швидкості понад 90%. Це не хімічна проблема. Це гідравлічна проектна проблема -, і вона має точну виправну причину.

ПРИХОВАНИЙ ГРАДІЄНТ ШВИДКОСТІ НА ВХІДІ ТРУБКИ

У похилому трубчастому відстійнику всім керують дві швидкості:

V₁ - Швидкість розподілу:горизонтальна швидкість, з якою вода рухається через зону розподілу під трубами, на шляху до розподілу вгору в пучок труб.

V₂ - Швидкість угору:вертикальна швидкість підйому води всередині самих похилих труб, зазвичай 1,5–4,5 мм/с у китайській практиці.

Ось проблема, яку упускають більшість дизайнерів. У передньому кінці відстійника вода надходить у труби зі швидкістю V₁ і повинна негайно сповільнитися приблизно до V₂/sin60 градусів - компонента висхідної швидкості вздовж осі труби. Оскільки V₁ є типовимкілька разів до понад десяти разівбільше ніж V₂/sin60 градусів, вода відчуває падіння швидкості90% або більше на відстані сантиметрів, одночасно обертаючи труби на 90 градусів (або на 120 градусів залежно від напрямку потоку).

Це створює інтенсивний градієнт швидкості на межі-зони-розподілу-трубки. Флокули, що надходять із флокуляційного резервуару, є великими, пухкими та структурно крихкими - їх опір зсувузменшується зі збільшенням їх розміру. Вдарте їх раптовим падінням швидкості на 90% і поворотом на 90 градусів, і вони зламаються. Зламавшись, вони не відновлюються-. Дрібні частинки, що потрапляють у трубку, не вистачають часу, щоб осісти в трубці довжиною 1 метр, і вони виходять у вигляді каламуті.

Показовий симптом:каламутні стоки лише з перших трубок, поступово очищаючись до дальнього кінця. Це пояснюється тим, що V₁ зменшується вздовж шляху потоку, оскільки вода поступово втягується вгору в труби - все менше і менше води залишається в зоні розподілу, тому горизонтальна швидкість природним чином падає. Тим часом V₂/sin60 градусів всередині труб залишається практично постійним від входу до виходу. Таким чином, градієнт швидкості на межі розділу слабшає вздовж довжини резервуара, руйнування пластівців зменшується, а стічні води очищуються. Якби весь резервуар був каламутним, ви б запідозрили надмірне V₂. Але передній-кінець-лише каламутність прямо вказує на невідповідність V₁–V₂.

ОТРИМАТИ V₁ І V₂ ПРАВИЛЬНО

Діапазони дизайну добре-відомі, але важливою є їх взаємодія:

V₂ слід вибирати на основі якості сирої води, цільової каламутності стічних вод, температури води, типу та дози коагулянту, а також діаметра та довжини трубки. Чим нижчий V₂, тим кращий стічний потік -, але за рахунок потужності. Ключовий крок у конструкції полягає в тому, щоб V₁ залишався нижче швидкості на виході з резервуара для флокуляції та в межах 0,02–0,05 м/с, щоб перехід V₁→V₂/sin60 градусів на вході в трубку не перетворювався на гільйотину для флокуляції.

СПІВВІДНОШЕННЯ L/B: ФОРМУЛА, ЩО ЗАПОБІГЛЯЄ ПЕРЕВАНТАЖЕННЮ КІНЦЕВОЇ-ЗОНИ

Коли V₁ і V₂ вибрано, пропорції бака випливають із єдиного співвідношення:

V₁ × B = V₂ × L

Де B — ширина резервуара (розмір, охоплений пучком труб), а L — довжина резервуара в напрямку потоку. Ця формула гарантує, що загальний потік, що входить у поперечний переріз-зони розподілу, дорівнює загальному потоку, що виходить через труби -, запобігаючи гідравлічному дисбалансу, коли напір швидкості на дальньому кінці перетворюється на потенційну енергію та перевантажує останні труби.

Висота зони розподілу також має значення. Вона має бути достатньою для того, щоб підтримувати швидкість поперечного-перерізу на вході нижче 0,02–0,05 м/с (за винятком висоти, зайнятої накопиченим грубим мулом). Для резервуарів з механічним очищенням мінімальна висота зони розподілу становить1.6 mрекомендовано. Після того, як ця висота фіксована і B визначається з V₁, L випливає безпосередньо з формули -, і отримане співвідношення L/B є гідравлічно обґрунтованим.

ДОКАЗ РЕАЛЬНОГО-СВІТУ: ВОДНА РОСЛИНА SHUNDE LONGJIANG

Формула не теоретична. Коли завод Shunde Longjiang Water Plant розробив похилий трубчастий відстійник продуктивністю 20 000 м³/день, команда проектувальників навмисно зіставила V₁ і V₂ і використала V₁×B=V₂×L для визначення розмірів бака. Отримане співвідношення довжини-до-ширини було0.65.

Результат перевершив очікування. Резервуар не лише бездоганно працював із проектною потужністю 20 000 м³/добу -, коли виробництво перенесли на40 000 м³/добу (подвійне розрахункове навантаження), якість стоків залишилася відмінною. Той самий підхід з тих пір був перевірений у багатьох наступних проектах водних установок.

КОНТРОЛЬНИЙ СПИСОК ДИЗАЙНУ

1.Підтримуйте V₁ на рівні 0,02–0,05 м/с і ніколи не перевищуйте швидкість на виході флокуляційного бака. Якщо ви бачите-лише каламутність-в робочому блоці, V₁ є першим підозрюваним.

2.Виберіть V₂ у діапазоні 1,5–4,5 мм/с на основі характеристик сирої води та цільових показників стоків. Нижче – безпечніше; вищі вимоги до кращої міцності пластівців.

3.Використовуйте V₁×B=V₂×L, щоб визначити пропорції бака. Це запобігає- гідравлічному перевантаженню на дальньому кінці та забезпечує рівномірне навантаження на трубу.

4.Підтримуйте висоту зони розподілу принаймні 1,6 м для механічно очищених резервуарів і переконайтеся, що швидкість поперечного-перерізу на вході залишається в діапазоні 0,02–0,05 м/с.

5.Пам’ятайте: помутніння-цистерни вказує на проблему V₂. Лише передня--каламутність свідчить про проблему V₁. Симптом підказує, де шукати.